CN104806922B - 背光模块、包含其的显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模块、包含其的显示器及导光板的制备方法，其中背光模块包括：一壳体；一导光板，设置于壳体中，导光板包含一入光面、一底面及一出光面；以及一光源，设置于导光板的入光面，其中导光板的出光面沿横轴方向的任一截面具有一第一曲线，导光板的出光面沿纵轴方向且通过其中一第一曲线的任一波峰的一截面具有一第二曲线，其中第一曲线的相邻波峰间距离彼此相同，第一曲线的任两相邻波谷间具有一第一距离，任两相邻的第一距离彼此不同，第二曲线的任两相邻波峰间具有一第二距离，任两相邻的第二距离彼此不同。

Description

背光模块、包含其的显示器

技术领域

本发明是有关于一种背光模块、包含其的显示器以及导光板的制备方法，尤其本发明的背光模块是一种具有特殊图案化的导光板的背光模块，用以减少光源用量，改善现有背光模块准直光问题，并降低背光模块的制造成本。

背景技术

随着电子产品轻薄短小的发展趋势，显示器背光模块的体积亦朝此方向发展。背光模块是显示设备不可缺少的元件，一般来说背光模块通常由背板、导光板、光源及多层光学膜所组成。

现行背光模块中，光源入射至导光板后，经网点破坏全反射，而将光源散射出导光板。要使光源均匀的从导光板散射，除了须通过网点设计外，亦须考虑光源间距与网点距离才能达到，假使光源间距小，则需使用多颗光源而让成本提高，假使光源间距大，则在使用少颗光源下，将会产生热点(hotspot)问题，而影响发光质量。

现有技术中，为了解决导光板的热点问题，多于导光板靠近光源的入光侧裁切出R切角(R-cut)或V切角(V-cut)，然而压出式的导光板于裁切板上铣出R切角(R-cut)或V切角(V-cut)的方法较不经济，故常在导光板上加上透镜层(lenticular)来解决；而射出式的导光板虽可做出R-cut或V-cut，但却不易做出薄型的导光板，在薄型化的发展上会有障碍。

然而，导光板加上透镜层的方法虽能提高背光模块的光发散均匀性，并能降低制造成本，但却会让背光模块出现准直光现象并影响品味。

有鉴于此，若能提供一种同时改善热点、准直光问题及降低制造成本的背光模块，将能为背光模块技术发展开创新的里程碑。

发明内容

本发明的一目的是提供一种背光模块以及包含于背光模块中的导光板的制备方法，以能通过在导光板上形成特殊图案结构，破坏准直光的进行，而达到光的发散均匀性及外观品味的要求。

本发明的另一目的是提供一种显示器，其包含本发明的背光模块，以使该显示器达到更佳的显示质量。

为达到上述目的，本发明提供一种背光模块，包括：一壳体；一导光板，设置于该壳体中，该导光板包含一入光面、一底面及一出光面，该底面与该出光面间隔且相对设置，该入光面两侧分别与该底面、该出光面相连接，其中平行于该入光面的方向定义为一横轴方向，垂直于该入光面的方向定义为一纵轴方向；以及一光源，设置于该导光板的该入光面，其中，该导光板的该出光面沿该横轴方向的任一截面具有一第一曲线，该导光板的该出光面沿该纵轴方向且通过其中一个第一曲线的任一波峰的一截面具有一第二曲线，其中该第一曲线的相邻波峰间距离彼此相同，该第一曲线的任两相邻波谷间具有一第一距离，任两相邻的第一距离彼此不同，该第二曲线的任两相邻波峰间具有一第二距离，任两相邻的第二距离彼此不同。

基本上，本发明背光模块的应用领域无特别限制，例如可应用于监视器、笔记本电脑、数字相机及投影机等等。

另外，本发明提供一种上述背光模块中的导光板的制备方法，包含以下步骤：

(a)提供一基板以及一固定曲率半径的圆刀具，其中该基板具有一第一方向以及与该第一方向垂直的一第二方向；

(b)将该圆刀具沿着该基板的一第二方向行进且同时垂直该基板相对位移，令该圆刀具顶点的行进路线形成一镜像第二曲线；

(c)将该圆刀具沿着该基板的一第一方向平移该第一距离，进行步骤(b)，以形成多个镜像第二曲线；

(d)重复步骤(c)，使该基板的该第一方向的截面形成一镜像第一曲线，以制得一模板；以及

(e)以该模板压印得到一导光板。

另外，本发明还提供一种显示器，包括：一显示面板；以及一背光模块，该背光模块为上述本发明的背光模块，且设置于该背光模块中的导光板的出光面。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的背光模块的示意图。

图2A至图2C是本发明导光板的模板制造流程图。

图3是根据本发明一实施例的圆筒状模板的示意图。

图4是根据本发明一实施例的导光板的立体图。

图5是图4的横轴方向X截面图。

图6是图4的上视图。

图7是图6的a-a’剖面线截面图。

图8是根据本发明一实施例的显示器。

【附图标记说明】

1壳体

2导光板 21第一曲线 22第二曲线

23入光面 24底面 25出光面

3光源

4光学层 41扩散层 42第一棱镜层

43第二棱镜层 44扩散片

5基板 51镜像第一曲线 52镜像第二曲线

6圆刀具

X横轴方向 Y纵轴方向 R曲率半径

I第一方向 II第二方向 a-a’剖面线

D1第一距离 D2第二距离 D3第三距离

D4第一曲线相邻波峰间距离

D5第二曲线的两相邻波峰与波谷的高度差

G显示面板

H背光模块

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

请参考图1，图1是根据本发明一实施例的背光模块的示意图。制备该背光模块的步骤如下，首先，提供一壳体1、一导光板2以及一光源3，本实施例的光源3为多个发光二极管(LED)；将导光板2形成于该壳体1中，该导光板包含一入光面23、一底面24及一出光面25，该底面24与该出光面25间隔且相对设置，该入光面23两侧分别与该底面24、该出光面25相连接；将光源3形成于导光板2的入光面23，其中平行于该入光面23的方向定义为一横轴方向X，垂直于该入光面23的方向定义为一纵轴方向Y；接着，形成一光学层4于该导光板2上，以制得一背光模块，其中，本实施例的光学层4由一扩散层41、一第一棱镜层42、一第二棱镜层43以及一扩散片44依序层迭于该导光板2上而形成。

由上述方法制得的背光模块包含：一壳体1；该导光板2包含一入光面23、一底面24及一出光面25，该底面24与该出光面25间隔且相对设置，该入光面23两侧分别与该底面24、该出光面25相连接；至少一光源3，设置于该导光板2的该入光面23；以及至少一光学层4，设置于该导光板2上。基本上，导光板2发散的光线与光学层4发散的光线不相互干涉。

基本上，上述实施例的导光板可由一模板压印而成。请参考图2A至图2C，图2A至图2C为本发明导光板的模板制造流程图。该模板的制备方法包括：(a)提供一基板5以及曲率半径为5μm至100μm的一固定曲率半径的圆刀具6，其中该基板5具有一第一方向I以及与该第一方向I垂直的一第二方向II；(b)将该圆刀具6沿着该基板5的一第二方向II行进且同时垂直该基板5相对位移，令该圆刀具6顶点的行进路线形成一镜像第二曲线52，如图2B所示；接着，(c)将该圆刀具6沿着该基板5的一第一方向I平移一距离D4，进行上述步骤(b)，以形成多个不同的镜像第二曲线52；(d)重复上述步骤(c)，使该基板5的该第一方向I的截面形成一镜像第一曲线51，以制得一模板，如图2C所示。在制得模板后，将该模板压印一导光板初材，以得到上述本实施例的导光板2。

换言之，圆刀具6沿着基板5的第二方向平行前进切割，且在切割过程中，以该基板5的表面为基准，同时垂直该基板5上下移动，变化切割深度，以形成镜像第二曲线52。以该基板5表面为基准，使圆刀具6垂直上下移动的幅度可定义为该镜像第二曲线52的一振幅，该振幅可满足下式1：

[式1]

振幅＝曲率半径R/随机参数A；

其中，曲率半径R为一固定曲率圆刀具的曲率半径，范围为5μm～100μm，而随机参数A为-0.5<A<0.5。

举例来说，假使本实施例的固定曲率圆刀具的曲率半径为20μm，则其上下移动的振幅会介于-10μm至10μm。意即，在本实施例中，镜像第二曲线52的波峰与波谷间的距离(即，图7中的D5)，可介于0μm至20μm间，换言之，经此模板压印所形成的导光板2，其第二曲线的波峰与波谷的距离可介于0μm至20μm间。

在上述模板中，由于每道镜像第二曲线52的切割深浅皆有所变化，因此该模板的上视结构中，每道镜像第二曲线52的边缘外观呈现弯曲变化，较佳地呈现不规则或不具有周期性的弯曲曲线。当导光板依此模板压印而形成该特征的曲线时，将能破坏导光板的准直光现象，让光发散到其他方向，以达到本发明的目的。

另外，在上述制作导光板过程中，可依需要于一定距离内设定圆刀具6的垂直该基板相对位移(即提刀及下刀)的次数，以定义其深浅变化频率密度，例如当圆刀具的曲率半径为20μm时，可于100mm长度范围内设定垂直移动20次，以使圆刀具6的深浅变化频率密度为20/100(次/mm)。

除了上述平板状的模板外，请参考图3根据本发明一实施例的圆筒状模板的示意图，本实施例的模板亦可制成圆筒状，只要能达到压印效果即可，无特别限制。

关于本实施例的导光板2的详细结构，请参考图4。图4为根据本发明一实施例的导光板立体图，由上述模板压印获得的导光板2中，其包含一入光面23、一底面24及一出光面25，该底面24与该出光面25间隔且相对设置，该入光面23两侧分别与该底面24、该出光面25相连接，其中平行于该入光面23的方向定义为一横轴方向X，垂直于该入光面23的方向定义为一纵轴方向Y，该导光板2的该出光面23沿该横轴方向X的任一截面具有一第一曲线21，该导光板2的该出光面25沿该纵轴方向Y且通过其中一个第一曲线21的任一波峰的一截面具有一第二曲线22。

请参考图5，图5为图4横轴方向X的截面图，该第一曲线21的相邻波峰间距离D4(即为图2B中，圆刀具6沿着基板5的一第一方向I平移的距离D4)彼此相同，该第一曲线21的相邻波谷间具有多个第一距离D1，任两相邻的第一距离D1彼此不同。另外，第一曲线21的任一波形具有一实质相等的曲率半径R(即，上述模板制作时的固定曲率圆刀具的曲率半径R)，且该曲率半径R与该第一曲线21的任两波峰间的距离D4比值为0.5至20且任两相邻的第一距离D1为0<D1<2R。在一实施例中，第一曲线21的曲率半径R为5μm～100μm；而在另一较佳的实施例中，该第一曲线21的任两相邻波峰间距离D4为15μm～60μm。

上述“实质相等”一词指大致相等，具体来说，可定义为百分之60至140的相等，较佳为百分之80至120的相等，更佳为百分之90至110的相等。

请参考图6，图6为图4的上视图，由图6可更了解，本实施例导光板2的上视结构可呈现不规则或不具有周期性的多条波纹，且这些波纹可彼此不相同。值得注意的是，每一这些第二曲线22的波峰顶点可于上视图的纵轴方向Y连成一条直线，如图6虚线所示。

请参考图7，图7为图6的a-a’剖面线截面图。在图7中，第二曲线22的相邻波峰间具有一第二距离D2，且任两相邻的该第二距离D2彼此不同，第二曲线22的多个第二距离D2范围为0<D2≦20mm。

其中，所述多个第二距离D2取决于一预定的初始值与一预定参数范围的乘积来做随机设计，例如，一较佳的实施范围为该预定的初始值为10mm、该预定参数范围为0～2，因此所述多个第二距离的范围为0～20mm；该预定的初始值与该预定参数范围取决于导光板尺寸与光学效率，而以目前常见尺寸的导光板为例，控制所述多个第二距离的范围在0～20mm具有解决热点(hotspot)问题的较佳效果。

换句话说，第二曲线22的波峰与该导光板2的底面24间具有一第三距离D3，且任两相邻的该第三距离D3彼此不同。再者，第二曲线22的两相邻波峰与波谷间的高度差D5较佳为不大于圆刀具的曲率半径R。

具体而言，在上述导光板中，每一第一曲线21的这些第一距离D1至少具有三种不同数值，每一第二曲线22的这些第二距离D2至少具有三种不同数值，每一第二曲线22的高度差D5至少具有三种不同数值。更佳情况下，这些第一距离D1的范围为0<D1<2R，这些第二距离D2的范围为0<D2≦20mm，这些高度差D5的范围为0<D5<R(其中R为圆刀具的曲率半径)，且每一第二曲线22的每一波形的曲率半径介于0～1000mm。换言之，本实施例的导光板2中，第一曲线21较佳为呈现不规则高低起伏曲线，且这些第二曲线22彼此间的高低起伏型态互不相同，以使本实施例的导光板2可呈现不规则或不具有周期性的波纹路。

另外，该本发明导光板2所选用的圆刀具曲率半径R可取决于多个光源3间的间距。换言之，当多个光源3彼此间的间距越大，则曲率半径R越小，反之，当多个光源3彼此间的间距越小，则曲率半径R越大。

请参考图8，图8为根据本发明一实施例的显示器的示意图，其包括：一显示面板G；以及一背光模块H，其中该背光模块H为上述本发明实施例的背光模块，且设置于该显示面板G上。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种背光模块，其特征在于，包括：

一壳体；

一导光板，设置于该壳体中，该导光板包含一入光面、一底面及一出光面，该底面与该出光面间隔且相对设置，该入光面两侧分别与该底面、该出光面相连接，其中平行于该入光面的方向定义为一横轴方向，垂直于该入光面的方向定义为一纵轴方向；以及

一光源，设置于该导光板的该入光面，

其中，该导光板的该出光面沿该横轴方向的任一截面具有一第一曲线，该导光板的该出光面沿该纵轴方向且通过其中一个第一曲线的任一波峰的一截面具有一第二曲线，其中该第一曲线的相邻波峰间距离彼此相同，该第一曲线的任两相邻波谷间具有一第一距离，任两相邻的第一距离彼此不同，该第二曲线的相邻波峰间具有多个第二距离，任两相邻的该第二距离彼此不同。

2.如权利要求1所述的背光模块，其中该第二曲线的每一波峰与该底面具有一第三距离，任两相邻的该第三距离彼此不同。

3.如权利要求1所述的背光模块，其中该第一曲线的任一波形具有一实质相等的曲率半径，且该曲率半径与该第一曲线的任两波峰间的距离比值为0.5至20。

4.如权利要求3所述的背光模块，其中该第二曲线的两相邻波峰与波谷间的高度差小于该第一曲线的该曲率半径的1倍。

5.如权利要求3所述的背光模块，其中该第二曲线的每一波峰顶点在该纵轴方向连成一条直线。

6.如权利要求1所述的背光模块，该第二曲线的所述多个第二距离范围大于0且不大于20 mm。

7.如权利要求2所述的背光模块，其中该第二曲线的所述多个第二距离至少具有三种不同数值，该第二曲线的第三距离至少具有三种不同数值，该第一曲线的所述第一距离至少具有三种不同数值。

8.如权利要求7所述的背光模块，其中所述第一距离的范围大于0且小于该第一曲线的一曲率半径的2倍。

9.一种显示器，其特征在于，包括：

一背光模块，该背光模块如权利要求1至8项的任一项所述的背光模块；以及

一显示面板，设置于该背光模块的导光板的出光面一侧。